智能港口物流系统管理虚实仿真
基于学科前沿研究和科技创新项目，完全自主研发的一套虚实融合的港口自动化物流实验系统，架构如图4所示。包括真实模拟场景、无人车辆自动导引原型车辆、无线通信网络设备、监控软件、虚拟仿真软件、调度软件、二维和三维可视化软件。
图4 港口自动化物流系统实验系统架构图
1. 在线虚拟仿真系统（港口认知和管理策略实验）
以典型的港口自动化物流系统为参照，运用动态离散事件仿真理论，采用面向对象方法和完全开源方式设计开发虚拟的自动化码头实验系统。对港口物流的主要环节，如岸边船舶、岸桥、车辆、集装箱堆场等实验条件不具备或无法实现的部分，采用智能体建模方法和3D建模开发，解决高危或极端环境，高成本、高消耗、不可逆操作、大型综合训练等难题。
图5在线虚拟仿真三维界面
2. 虚实交互仿真系统（无人车辆监控和远程管理实验）
以新一代港口自动化物流系统为原型，深入分析其装卸搬运系统各要素之间的层次结构和关联作用。搭建新型的港口自动化物流实验系统，打造一个物理仿真港口。采取“能实不虚”的原则研发全套系统。较其他软件仿真系统，该平台将经济地实现更高真实度，更加完整地模拟、再现实际物流过程中的细节因素（通讯、路况、定位等），这些因素关系到物流系统运作管理的方式和效能。
首先从物流、信息流和能量流集成角度，采用新一代信息物理系统（HCPS）理论和技术，以较低成本且可靠有效的方式规划布局水平运输环节中真实的模拟场景，并基于物联网技术集成实物车辆模型系统，具备智能感知、计算分析与控制和认知学习功能。
其次，搭建真实码头场景、智能原型车辆、无线通信网络设备、监控管理软件、二维和三维可视化软件。重点涉及码头环境中的水平运输车辆监控实验（车辆定位导航、路径规划及交通管理）及其优化方法。
最后在真实场景之上，架构计划调度决策系统，实时采集实物车辆执行状态和结果，打造对应数字孪生体（模拟码头），形成智能管理平行空间。提供计划调度方法的各种计算实验条件，并收集实验数据，研究人工智能机器学习算法，实现在线动态决策，并生成实时指令驱动仿真港口系统中的各类实体。最终，实现智能空间自主演化升级！
图6虚实交互仿真系统